某碾压混凝土坝7号坝段异常水平位移原因分析

以某碾压混凝土坝7号坝段异常变形作为分析实例,根据坝体实测温度场,采用有限元法计算坝体温度变化对大坝水平位移的影响,采用混合模型法反演坝体弹性模量。分析结果表明,水位变化对7号坝段水平位移影响幅度在合理范围内,由于坝体温度场受气温影响小,温度分量占比较小,导致库水位分量占比相对较大,因此水平位移表现为与库水位相关性明显;考虑坝体温降及测值突变影响,坝体不存在明显趋势性位移;坝基趋势性位移主要发生在蓄水过程中,正常运行以来坝基向下游变形仅1 mm左右,不影响大坝安全运行。该结论为大坝安全性评价提供了可靠依据。     

碾压混凝土坝变形一级监控指标的拟定方法

针对碾压混凝土坝薄层碾压的结构特点，引入渗流场与应力场耦合的数学模型分析坝体在水荷载、温度荷载等作用下引起的弹性位移分量，采用粘弹性有限元计算坝体在水荷栽等作用下引起的时效位移分量，讨论碾压混凝土坝变形一级监控指标的拟定方法，并应用于实际工程。     

寒旱区碾压混凝土重力坝运行性态分析

新疆北疆碾压混凝土坝是国内外在极端恶劣条件下修建的第一座百米级全断面碾压混凝土重力坝,工程已正常运行12 a,监测数据表明:坝体上部混凝土温度已接近准稳定场,腹心混凝土温度降至稳定温度场还需10～15 a;高水位运行至今,坝基及坝体水平位移均向下游移动,对比同类型工程,本工程水平位移在正常范围内。通过建立回归模型,分析得出温度及水位是影响横缝开合度及坝体水平位移的主要因素,时效位移年变幅均逐年减小,且变化速率逐渐降低,呈收敛趋势。大坝总渗流量在水位基本保持一致时逐年降低、排水孔加密后扬压力降幅明显。越冬层层间温度、渗透压力均满足规范及设计要求,新旧混凝土结合完好,工程实施的温控措施合理有效,高水位运行后,大坝是安全的,成果对严寒寒冷地区的工程设计、建设及运行管理具有重要的指导及借鉴意义。     

高寒地区碾压混凝土坝运行期力学参数反演分析

为准确获得高寒地区碾压混凝土坝真实状态下的力学参数,将碾压混凝土作为横观各向同性材料进行参数反演分析。首先采用均匀设计构造力学参数样本,然后基于有限元法计算不同工况下的顺河向位移,将有限元分析得到的水压分量相对值及相应的力学参数作为神经网络的训练样本,建立水压分量相对值与相应的力学参数非线性映射关系。基于大坝实测位移,考虑坝顶冻胀变形的影响,通过建立坝体及坝基多测点变形统计模型分离出水压分量相对值,将其作为反演模型的输入值,得到坝体及坝基的力学参数。通过实例分析表明,该方法反演得到的坝体及坝基力学参数是可行的,可为高寒地区碾压混凝土坝安全性态评估提供参考。     

碾压混凝土重力坝安全度评价方法研究

光照碾压混凝土坝是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝之一,坝高库大,其安全稳定性是施工期和运行期中至关重要的技术问题。运用有限单元法,对光照碾压混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、渗流场、应力应变场等进行仿真分析,采用超载法和强度折减法相结合的方法模拟坝体（坝基）系统的渐进破坏过程和可能的失稳模式,并根据特征点位移突变、屈服区贯通等方法判断大坝的整体安全度,同时对坝基浅层面进行抗滑稳定计算。研究结果表明,光照碾压混凝土重力坝的整体安全度大于3.0,且坝基浅层面等薄弱部位的安全系数大于2.0,满足工程稳定的需要。     

居甫渡水电站大坝基础处理设计

居甫渡水电站坝基岩体软弱破碎、完整性差、变形模量及承载力低,修建100 m级高的碾压混凝土重力坝,国内成功的实践经验尚不多.为此,除需对建坝适应性进行论证分析并优化坝体结构布置外,还针对性地采取坝基基础加固处理方案和措施.     

务川沙坝变形监测回归分析

根据沙坝水电站的工程概况及大坝变形监测项目布置,对其下闸蓄水初期和运行期的变形监测资料进行整理,研究该拱坝的变形规律,并按照多元回归分析方法对大坝正倒垂线的位移变形趋势进行模拟,得到位移变形的回归方程以及水压、温度和时效因子对坝体变形的影响规律。结果表明:所得回归方程与实测曲线拟合良好,复相关系数较大,残差较小;拱坝变形主要受水位变化影响;温度位移分量在坝体变形中所占比例最大,即变形量主要受温度因子分量影响;时效变化对坝体变形的影响逐渐趋于平稳;在水压、温度、时效因子的作用下,该拱坝变形正常,符合一般规律。所建立的模型能有效模拟拱坝的变形规律,为拱坝的运行管理提供依据。     

冲乎尔碾压混凝土重力坝安全监测

为了对高寒区碾压混凝土重力坝的安全稳定性作出评价,该文以新疆布尔津河冲乎尔水电站工程为例,详实地介绍了碾压混凝土重力坝安全监测施工中仪器率定、仪器安装埋设、电缆敷设的实施情况,并对基岩变形、接缝开合度、温度、应力应变等监测成果进行初步分析。结果表明,在蓄水前基岩最大变形压缩-5.8 mm,测缝计所测不同部位缝的开合度最大闭合为0.49 mm,坝基基岩温度保持在7.8℃左右,碾压混凝土最高温度33.2℃,钢筋最大拉应力28 MPa,混凝土的最大压应变为238×10-6,钢筋的应力和混凝土应变变化主要受温度影响。冲乎尔碾压混凝土重力坝监测的各项指标都在工程允许范围内,坝基及坝体是稳定、安全的。     

混凝土重力坝抗滑稳定实时分析方法

针对混凝土重力坝现有抗滑稳定分析方法不能满足实时分析的现状,提出了抗滑稳定实时分析方法,该方法以位移监测数据为基础,得到位移时效分量与坝体抗滑性态相关的结论。在深入探讨位移时效分量具有的特征之后,给出了位移时效分量的通用拟合表达式,以此为基础构建了对混凝土重力坝抗滑稳定进行实时分析的模型及其失稳判据。用所提出的方法对某重力坝坝段的抗滑稳定进行实时分析,其计算结果与刚体极限平衡法等传统方法一致,证明了该方法的有效性。     

承德“6·17”地震对双峰寺水库大坝安全影响的分析

双峰寺水库拦河坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高50 m,2019年开始下闸蓄水,2021年进入运行期,坝址距离2021年6月17日承德3.0级地震震中约6.3 km,地震发生时坝区有轻微震感。大坝建设期间埋设有位移和渗流等多种自动化监测设施,当前自动化监测系统运行正常。采集完备的监测资料,对地震前后坝基沉降和水平位移变形及坝基扬压水位监测数据进行处理分析评价,结果表明监测数据无异常变化,本次地震对大坝未造成明显不利影响,水库大坝运行安全稳定。     

三峡茅坪溪防护土石坝变形监测成果分析

对三峡茅坪溪防护土石坝的变形规律和特点进行分析,大坝内部累积沉降1.26 m,约占坝高1.21%,外部变形最大沉降205 mm,最大水平位移85 mm,坝体水平和垂直位移均呈河床大、两岸小的分布,水平和垂直位移均具有不可逆性。通过统计回归分析可知：水平位移受水压和时效影响,垂直位移不受水压影响,主要受时效影响。大坝位移速率逐年减小,但仍未稳定,大坝变形性态正常。     

三谈变形监测自动化中的几个问题

简要阐述了重力坝坝基水平位移监测的重要性,讨论了CFRP无浮托引张线系统的应用范围,重点论述了将无浮托引张线系统应用于坝基斜坡坝段的可行性,拓展了重力坝坝基水平位移监测的范围;提出了采用串联杆式位移计监测土石坝的坝内水平位移,论证了应用大气激光准直系统构建土石坝坝内水平位移监测自动化系统的可能性;分析了现有土石坝沉降监...     

Deformation early-warning index for heightened gravity dam during impoundment period

The mechanical parameters of materials in a dam body and dam foundation tend to change when dams are reinforced in aging processes. It is important to use an early-warning index to reflect the safety status of dams, particularly of heightened projects in the impoundment period.Herein, a new method for monitoring the safety status of heightened dams is proposed based on the deformation monitoring data of a dam structure, a statistical model, and finite-element numerical simulation. First, a fast optimization inversion method for estimation of dam mechanical parameters was developed, which used the water pressure component extracted from a statistical model, an improved inversion objective function, and a genetic optimization iterative algorithm. Then, a finite element model of a heightened concrete gravity dam was established, and the deformation behavior of the dam with rising water levels in the impoundment period was simulated. Subsequently, mechanical parameters of aged dam parts were calculated using the fast optimization inversion method with simulated deformation and the water pressure deformation component obtained by the statistical model under the same conditions of water pressure change. Finally, a new earlywarning index of dam deformation was constructed by means of the forward-simulated deformation and other components of the statistical model. The early-warning index is useful for forecasting dam deformation under different water levels, especially high water levels.     

中厚覆盖层上中低面板堆石坝应力变形分析

在中厚覆盖层上修建中低面板堆石坝目前较为普遍,其应力变形特性与深厚覆盖层上修建的高面板坝有较大差异,因此有必要进行研究。利用目前应用较为广泛的邓肯-张E-B模型,采用二维有限元分析法针对位于宽河谷中的双溪口面板堆石坝竣工期及蓄水期的堆石体及面板的应力变形特性进行研究。结果表明:相比竣工期,蓄水期坝体沉降、向下游的水平位移、大坝大小主应力、应力水平及面板挠度均有所增加,其中以面板挠度及大坝水平位移增加最为明显,挠度增加了16.61 cm,水平位移增加约1倍,沉降增加幅度约为8%,大、小主应力增加10%~20%,应力水平增加约50%。大坝在竣工期及蓄水期的应力及变形均在允许范围内,大坝运行正常。     

地基水荷载对混凝土坝位移影响研究

分析了地基变形模量随深度逐渐增加、渗透系数随深度逐渐减小、坝基渗透系数各向异性、坝踵设置帷幕排水,以及考虑渗流场和应力场耦合等对混凝土坝位移分量的影响,得出如下结论:作用在地基上的水荷载,使混凝土坝坝顶相对参考基点(倒垂锚固点或坝踵正下方1倍坝高处)的水平位移指向上游,而参考基点的水平位移随地基截取范围的增大而增大.由于大坝工程上常将倒垂线锚固在岩基深处,并认为该倒垂线测值为绝对位移.当考虑作用在地基上的水荷载时,将倒垂线测值作为绝对位移的认识存在局限性.为了获得精度良好的参数反演值,必须考虑参考基点的位移,应采用大坝有限元数值计算的坝体位移和基点位移的相对值,联合实测位移分离出的水压分量进行参数反分析.     

高混凝土坝水荷载引起的位移分量研究

 研究了高混凝土坝不同水荷载和水荷载的不同作用方式对位移分量的影响,得到结论：①当地基截取范围逐渐增大时,无论作用在地基上的水荷载按面荷载考虑还是按渗流体荷载考虑,都将引起参考基点(倒垂线锚固点或坝踵正下方1倍坝高)的水平位移逐渐增大。由于工程上常将倒垂线锚固在岩基深处,并认为该倒垂线测值为绝对位移,当考虑作用在地基上的水荷载时,将倒垂线测值作为绝对位移的认识是有局限性的。②为了获得精度良好的参数反演值,必须考虑到参考基点的位移,应采用大坝有限元数值计算的坝顶位移和基点位移的相对值,联合实测位移分离出的水压分量进行参数反分析。     

水位下降对复杂地基重力坝深层抗滑稳定分析--以武都水库重力坝19＃坝段为例

武都重力坝基岩地质构造复杂,对坝体深层抗滑稳定极为不利。为了研究水位下降对武都重力坝抗滑稳定性的影响,以武都水库重力坝19＃坝段为例,采用有限元法计算了坝体在库水位下降过程中的应力应变特性,重点研究坝基塑性破坏区的发展规律、坝体位移变化趋势以及坝体抗滑稳定性。结果表明：坝基塑性区主要分布在断层10f2两侧,随着上游水位的降低,塑性区的分布范围逐渐减小,重力坝和坝基发生逆时针方向的倾倒变形,坝顶最为明显;上游水位降低导致扬压力减小,坝体抗滑稳定系数增大,在死水位时稳定系数最大为3．0。说明随着库水位下降,重力坝抗滑稳定安全系数将逐渐增大。     

Factors influencing hysteresis characteristics of concrete dam deformation

Thermal deformation of a concrete dam changes periodically, and its variation lags behind the air temperature variation. The lag, known as the hysteresis time, is generally attributed to the low velocity of heat conduction in concrete, but this explanation is not entirely sufficient. In this paper, analytical solutions of displacement hysteresis time for a cantilever beam and an arch ring are derived. The influence of different factors on the displacement hysteresis time was examined. A finite element model was used to verify the reliability of the theoretical analytical solutions. The following conclusions are reached: (1) the hysteresis time of the mean temperature is longer than that of the linearly distributed temperature difference; (2) the dam type has a large impact on the displacement hysteresis time, and the hysteresis time of the horizontal displacement of an arch dam is longer than that of a gravity dam; (3) the reservoir water temperature variation lags behind of the air temperature variation, which intensifies the differences in the horizontal displacement hysteresis time between the gravity dam and the arch dam; (4) with a decrease in elevation, the horizontal displacement hysteresis time of a gravity dam tends to increase, whereas the horizontal displacement hysteresis time of an arch dam is likely to increase initially, and then decrease; and (5) along the width of the dam, the horizontal displacement hysteresis time of a gravity dam decreases as a whole, while the horizontal displacement hysteresis time of an arch dam is shorter near the center and longer near dam surfaces.     

碾压混凝土重力坝陡峭建基面的动力稳定分析

采用反应谱法计算在地震作用下大坝结构的动力响应.对高地震烈度区深山峡谷中的碾压混凝土重力坝的抗震问题,针对其建基面横河向坡度很大的特点,特别计入横河向的水平地震作用,并采用根据承载能力极限状态设计式转换得到的名义安全系数进行稳定复核,得出一些有益的结论.